纳米无收缩砂浆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种抢修水泥砂浆，具体涉及到一种早强快、与基体粘结性好、密实度 高、不开裂、防锈蚀的纳米无收缩砂浆，主要用于道路、桥梁等混凝土工程的快速抢修施工。
【背景技术】
[0002] 水泥砂浆是指用水泥作胶凝材料，以砂作集料，与水(可含外加剂和掺合料）按一 定比例配合，经搅拌而成，可广泛应用于土木工程。早强砂浆的特点是施工方便，工期短，主 要用于对施工进度要求快和耐久性要求高的快速抢修施工、混凝土快速补修、加固工程，如 公路桥梁连接缝的抢修灌浆、高铁桥梁支座的快速灌浆、后张预应力混凝土结构预留孔道 灌浆与封锚、设备安装时的底座灌浆等。通常早强砂浆中均添加有早强剂，中国专利申请号 03113391. 6的发明专利公开了一种"高强锚固灌浆剂"，由硅酸水泥、膨胀剂、早强减水剂和 粘结剂混合配制而成。中国专利号201110324054. X的发明专利公开了一种"高抗折水泥灌 浆料"，是由胶凝材料、石膏、矿物纤维、减水剂、增稠剂、保塑剂及细骨料配制而成。虽然两 者均具有早强的特性，但是在凝结过程中会有不同程度的收缩，不仅会导致修补面层开裂， 而且还会与修补基体脱离，所述两种现象既影响外观质量又会导致钢筋锈蚀，影响结构的 耐久性。同时现有砂浆还存在着密实度低的问题，亦容易造成修补部位内部钢筋的锈蚀，从 而更加影响结构的耐久性。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种早强快、与基体粘 结性好、密实度高、不开裂、防锈蚀的纳米无收缩砂浆。
[0004] 本发明的技术解决方案是：一种纳米无收缩砂浆，其特征在于由水泥、中砂、高效 减水剂、膨胀剂、纳米级重质碳酸钙、混凝土纳米减水超早强剂及阻锈剂组成，各组分的质 量百分比如下：水泥35~45%、中砂45~55%、高效减水剂0. 5~1. 0%、膨胀剂5~10%、纳米级重 质碳酸钙2~5%、混凝土纳米减水超早强剂1~2%、阻锈剂1~2% ;所述混凝土纳米减水超早强 剂的各组分质量百分比如下：早强组分46%~52%、减水组分26%~32%、阻锈组分6%~ 15%、缓凝组分4%~5%、纳米级重质碳酸钙6%~8% ; 所述的水泥是普硅水泥，优选为52. 5#水泥，由其构成抢修混凝土的胶凝材料。
[0005] 所述中砂为细度模数为2. 3~3. 0,平均粒径为0. 35~0. 5_的砂子。
[0006] 所述粗骨料是粒径为18~22_的碎石或花岗岩石中至少一种。
[0007] 所述高效减水剂是萘磺系高效减水剂或羧酸系高效减水剂中的一种，可以减少水 用量，降低水灰比，从而减少混凝土收缩开裂。
[0008] 所述的膨胀剂是明矾石膨胀剂、U- (I ΙΙΠΙ)型膨胀剂、硫铝酸钙膨胀剂、ZY膨胀 剂、复合膨胀剂、铝酸钙膨胀剂等混凝土膨胀剂的一种；膨胀剂的膨胀作用能够抵消混凝土 的收缩，增强其抗开裂能力。
[0009] 所述纳米级重质碳酸钙是颗粒粒径量级为纳米级的重质碳酸钙粉；纳米级重质碳 酸钙能够增加材料的密实性和抗裂性，从而有助于抵挡外界环境对钢筋的锈蚀。
[0010] 所述混凝土纳米减水超早强剂可大幅度提高混凝土早期强度，有利于抢修工程快 速施工。
[0011] 所述早强组分是硫酸镁、硫酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、硫代硫酸钠、三异丙醇胺、 甲酸钙中的三种或四种。
[0012] 所述缓凝组分是葡萄糖酸钠、柠檬酸中的一种。
[0013] 所述阻锈剂是亚硝酸钙、硝酸钙、铬酸钾或氯化亚锡；阻锈剂能提高钢筋在潮湿环 境下的抗腐蚀能力。
[0014] 本发明各组分互相作用互相协调，与现有技术相比，具有如下优点。
[0015] 1.早强快：由于加入了由早强组分、减水组分、阻锈组分、缓凝组分及调 节剂组分构成的混凝土纳米减水超早强剂，砂浆的早期强度得到了显著提高（24小时 强度可达到设计强度的90%以上)。早期强度的提高有利于抢修工程快速施工，降低养护过 程中结构被外界环境侵蚀的几率。
[0016] 2、密实度高：纳米重质碳酸钙能够大幅度提高砂浆的密实度，有利于提升抢修工 程质量。同时，提高抢修砂浆的密实度对防止内部钢筋锈蚀有重要作用。
[0017] 3、造价低：所涉及的材料造价低廉，有利于降低工程造价。
[0018] 4、施工方便：该材料可用袋装，亦可用工程车送至工地中的料罐中。使用时，施工 现场在该材料中按要求加入一定比例的水搅拌均匀即可。配制简单、容易施工，有利于推 广。
[0019] 5、不开裂：膨胀剂的膨胀作用能够抵消砂浆的收缩，有效减少收缩开裂。加入的高 效减水剂与混凝土纳米减水超早强剂能够减少砂浆中水的用量，降低水灰比，减少砂浆在 凝结过程中的收缩。
[0020] 6、与基体粘结性好：在凝结过程中不会发生干缩，使得修补后的砂浆面与基体结 构内部不会产生拉应力。随着水化时间的推移，修补截面会形成致密的封闭结构，有利于结 构抵抗外界不良环境。
[0021] 7、防锈蚀，提高结构耐久性：首先，不开裂的面层以及高密实度砂浆能够减少氯离 子渗透效应，保护混凝土内部钢筋，使其具有很强的耐腐蚀性。其次，由于在凝结过程中不 发生收缩现象，使得修补后的截面与机体结构之间有更好的粘结作用，有效防止外界环境 中的不良因素对结构内部造成破坏。与此同时，材料中的阻锈剂也有助于抵抗钢筋锈蚀。
【具体实施方式】
[0022] 实施例1 : 所用原料及质量百分比为水泥40%、中砂45%、高效减水剂1. 0%、、膨胀剂9%、纳米级重 质碳酸钙2%、混凝土纳米减水超早强剂2%及阻锈剂1% ;所述凝土纳米减水超早强剂所用原 料及质量百分比为早强组分52%、减水组分32%、阻锈组分6%、缓凝组分4%及调节组分6%。 在满足施工流动性的条件下尽量降低用水量。
[0023] 水泥：52. 5#娃酸盐水泥； 中砂：细度模数为2. 4,粒径为0. 35mm的沙子； 早强组分：硫酸镁、硫酸钠及亚硝酸钠； 缓凝组分：葡萄糖酸钠； 高效减水剂：萘磺酸高效减水剂； 纳米级重质碳酸钙：颗粒粒径量级为纳米级的重质碳酸钙粉。
[0024] 膨胀剂：硫铝酸钙膨胀剂。
[0025] 阻锈剂：亚硝酸钙。
[0026] 实施例2 : 所用原料及质量百分比为水泥43%、中砂46%、高效减水剂0. 5%、纳米级重质碳酸钙2%、 膨胀剂5. 5%、混凝土纳米减水超早强剂1%及阻锈剂2% ;所述混凝土纳米减水超早强剂所 用原料及质量百分比为早强组分50%、减水组分30%、阻锈组分9%、缓凝组分4%及调节组分 7%。制造方法同实施例1。
[0027] 水泥：52. 5#娃酸盐水泥； 中砂：细度模数为2. 6,粒径为0. 4mm的沙子； 早强组分是三乙醇胺、硫代硫酸钠、三异丙醇胺及甲酸钙； 缓凝组分是柠檬酸； 尚效减水剂：聚幾酸盐系尚效减水剂； 纳米级重质碳酸钙：颗粒粒径量级为纳米级的重质碳酸钙粉。
[0028] 膨胀剂：ZY膨胀剂。
[0029] 阻锈剂：硝酸钙。
[0030] 将本发明实施例1、2按配比进行试验，基本力学性能与GB175-2007标准规定的 52. 5等级硅酸盐水泥进行比较，结果如表1所示。
[0031] 表 1
【主权项】
1. 一种纳米无收缩砂浆，其特征在于由水泥、中砂、高效减水剂、膨胀剂、纳米级重质碳 酸钙、混凝土纳米减水超早强剂及阻锈剂组成，各组分的质量百分比如下：水泥35~45%、中 砂45~55%、高效减水剂0. 5~1. 0%、膨胀剂5~10%、纳米级重质碳酸钙2~5%、混凝土纳米减水 超早强剂1~2%、阻锈剂1~2% ;所述混凝土纳米减水超早强剂的各组分质量百分比如下：早 强组分46%~52%、减水组分26%~32%、阻锈组分6%~15%、缓凝组分4%~5%、纳米级重 质碳酸1? 6%~8% ; 所述高效减水剂组分是萘磺酸系高效减水剂、羧酸系高效减水剂中的一种； 所述膨胀剂是明矾石膨胀剂、U- I型膨胀剂、U- II型膨胀剂、U-III型膨胀剂、硫铝酸钙 膨胀剂、ZY膨胀剂、复合膨胀剂、铝酸钙膨胀剂中的一种； 所述纳米级重质碳酸钙是颗粒粒径量级为纳米级的重质碳酸钙粉； 所述阻锈组分是亚硝酸钙、硝酸钙、铬酸钾、氯化亚锡中的一种； 所述早强组分是硫酸镁、硫酸钠、亚硝酸钠、三乙醇胺、硫代硫酸钠、三异丙醇胺、甲酸 钙中的三种或四种； 所述缓凝组分是葡萄糖酸钠、柠檬酸中的一种； 所述中砂为细度模数为2. 3~3. 0,平均粒径为0. 35~0. 5mm的砂子。
【专利摘要】本发明公开一种早强快、与基体粘结性好、密实度高、不开裂、防锈蚀的纳米无收缩超早强砂浆，组分的质量百分比如下：水泥35~45%、中砂45~55%、高效减水剂0.5~1.0%、膨胀剂5~10%、纳米级重质碳酸钙2~5%、混凝土纳米减水超早强剂1~2%、阻锈剂1~2%；所述混凝土纳米减水超早强剂中各组分的质量百分比如下：早强组分46%～52%、减水组分26%～32%、阻锈组分6%～15%、缓凝组分4%～5%、纳米级重质碳酸钙6%～8%。
【IPC分类】C04B28/04
【公开号】CN104987009
【申请号】CN201510383842
【发明人】贾金青, 涂兵雄, 吴锋, 封硕, 刘春梅
【申请人】大连科诺拓金科技股份有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月3日